Pin1BP1：一种调控细胞凋亡的新型Pin1相互作用蛋白的结构与功能研究

研究人员为探索Pin1调控的细胞周期与凋亡通路，通过酵母双杂交筛选鉴定出新型Pin1结合蛋白Pin1BP1。研究发现Pin1BP1通过锌结合域与Pin1的WW/PPIase结构域直接互作，其过表达可诱导HeLa细胞凋亡，且低表达与乳腺癌不良预后相关。该研究揭示了Pin1BP1作为凋亡调控因子和癌症治疗靶点的潜力。

　　

在细胞生命活动的精密调控网络中，蛋白质翻译后修饰犹如交响乐团的指挥棒，而磷酸化依赖的脯氨酸异构化（phosphorylation-dependent prolyl isomerization）则是近年来备受关注的新型调控机制。其中，肽酰脯氨酰异构酶Pin1作为这一过程的“分子开关”，通过其WW结构域识别磷酸化丝氨酸/苏氨酸-脯氨酸（pSer/Thr-Pro）基序，并利用PPIase（peptidyl-prolyl cis-trans isomerase）结构域催化顺反异构化，从而改变底物蛋白构象，调控其稳定性、活性和亚细胞定位。Pin1的异常表达与阿尔茨海默病、癌症等多种疾病密切相关——在神经元中，Pin1的氧化失活导致tau蛋白异常磷酸化；而在乳腺癌等恶性肿瘤中，Pin1的过表达则促进细胞周期失控。然而，现有研究大多聚焦于Pin1的磷酸化依赖性互作蛋白，对其非磷酸化依赖的调控网络知之甚少。

为解决这一科学问题，台湾成功大学的研究团队通过系统性筛选，发现了一种新型Pin1结合蛋白Pin1BP1。这项发表于《International Journal of Biological Macromolecules》的研究揭示了Pin1BP1通过独特机制与Pin1互作，并调控细胞凋亡的分子机制。

关键技术方法
研究采用酵母双杂交系统以Pin1的WW结构域为诱饵筛选人睾丸cDNA文库；通过RT-PCR分析组织表达谱；利用免疫共沉淀（Co-IP）和GST pull-down验证蛋白互作；结合肽阵列扫描和AlphaFold3结构预测鉴定互作界面；采用流式细胞术检测HeLa细胞凋亡；基于TCGA数据库进行Kaplan-Meier生存分析。

研究结果

1. 酵母双杂交筛选鉴定Pin1BP1
以Pin1的WW结构域（1-40aa）为诱饵筛选获得6个候选蛋白，其中Pin1BP1因与Pin1的强相互作用被优先研究。序列分析显示其含有N端核定位信号（NLS）、富含脯氨酸区域和C端Zn²⁺结合域。

2. 结构特征与亚细胞定位
免疫荧光证实Pin1BP1主要定位于核仁，其NLS突变导致胞质滞留。Zn²⁺结合域对蛋白稳定性至关重要，螯合剂处理会引发降解。

3. 与Pin1的非经典互作机制
不同于典型底物，Pin1BP1与Pin1的结合不依赖磷酸化。结构模拟显示Pin1BP1的P₁₁₂-A₁₁₅片段同时结合Pin1的WW和PPIase结构域，形成“分子胶水”稳定复合物。

4. 功能调控与疾病关联
过表达Pin1BP1使HeLa细胞凋亡率增加3倍，且该效应依赖Pin1结合。临床数据分析显示，Pin1BP1低表达与乳腺癌患者5年无复发生存率降低显著相关（p<0.01）。

结论与意义
该研究首次阐明Pin1BP1作为非磷酸化依赖的Pin1配体，通过独特的双结构域结合模式调控细胞凋亡。其Zn²⁺依赖的稳定性提示金属离子稳态可能影响该通路。临床关联性则赋予Pin1BP1双重价值：既是乳腺癌预后标志物，又为开发靶向Pin1-Pin1BP1互作的促凋亡药物提供新思路。作者Wen-Der Lin等特别指出，Pin1BP1在神经元中的功能及其与神经退行性疾病的关系值得后续探索。